6.2 化学反应的速率与限度【考试必过】化学人教版必修第二册

6.2 化学反应的速率与限度 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．下列有关化学反应限度的说法不正确的是 A．在一定条件下可逆反应达到反应限度时各物质的浓度不变 B．化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零 C．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度 D．外界条件改变可能会使原来的反应限度发生改变 2．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是 A．利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快的分解速率而加入 D．降温加快的分解速率 3．一定条件下对于反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为：0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是 ①c1∶c2＝1∶3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3 ③X和Y的转化率不相等     ④c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 4．在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是 ①缩小容器的体积    ②增加碳的量    ③通入CO2    ④恒压下充入N2    ⑤恒容下充入N2    ⑥通入CO A．①③⑤ B．②④⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥ 5．已知某条件下，合成氨反应的数据如下表。N2+3H22NH3 N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L-1 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/mol·L-1 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/mol·L-1 0.4 1.2 1.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是 A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1 B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L-1·s-1 C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1 D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1 6．在某容器中发生反应H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)，下列情况下能判断反应一定达到平衡状态的是 A．容器内混合气体摩尔质量不再改变 B．容器内的压强不再改变 C．容器内各气体浓度相等时 D．断开2molH－S键的同时断裂2molH－O键 7．在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 8．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1s时，v(A)=v(D) C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol·L-1·s-1 D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等 9．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的和，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列，正确的是 ①500℃，10mol和5mol反应 ②500℃，用作催化剂，10mol和5mol反应 ③450℃，8mol和5mol反应 ④500℃，8mol和5mol反应 A．①②③④ B．②①③④ C．②①④③ D．④③②① 10．恒温条件下，可逆反应：在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②⑤⑥⑦ C．①③④⑤ D．全部 11．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是 A．反应开始2min内温度对反应速率的影响比浓度大 B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C．反应在2～4min内平均反应速率最大 D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06mol·L－1·s－1 12．一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反应过程如下图。下列说法正确的是 A．t1 min时，正、逆反应速率相等 B．曲线X表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C．0~8 min，H2的化学反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 D．10~12 min，N2的化学反应速率v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 13．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 混合气体的密度不变 B 恒温恒容 混合气体颜色不变 C 恒温恒压 NH3在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒压 14．研究反应的反应速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始物质的量浓度为0，反应物X的物质的量浓度随反应时间的变化情况如图所示。 下列说法不正确的是（    ） A．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 B．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在内，实验②的平均速率 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（12分）一定条件下，在容积2 L的密闭容器中，将2 mol L气体和1 mol M气体混合，发生反应： ，10 s时反应达到平衡，生成0.4 mol R，测得Q的浓度为0.6 mol·L-1。计算： （1）化学方程式中a的值为___________。 （2）前10 s内用M表示的化学反应速率为___________，L的转化率为___________。 （3）一定能使该反应的速率增大的措施有___________(填字母，下同)。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．向体系中加入适量R C．保持温度不变，将容器的体积压缩 D．保持压强不变，充入气体M （4）可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是___________。 A．体系压强不再变化                    B．混合气体的平均相对分子质量不再变化 C．体系的密度不再变化                    D． E．之比等于化学计量数之比 16．（14分）在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A．B发生化学反应(除物质C为固体外，其余的物质均为气体)，各物质的含量随时间的变化情况如图所示，请回答下列问题： （1）写出该反应的化学方程式_______，0～2 min内用A表示的化学反应速率_______。 （2）该反应在2 min时改变了某一条件，则该条件可能为_______(选填序号a．升温、b．增大压强、c．使用催化剂)。 （3）下列能说明反应达到平衡的是_______(填标号)。 a．当有1 mol A被消耗的同时有1 mol D被消耗 b．反应体系内气体的密度不再发生变化 c．A与C的浓度之比为 d．反应体系内气体的压强不再发生变化 （4）t时刻，容器内压强与初始压强的比值为，则此时A物质的转化率为_______%，对比上图信息，判断反应_______(填“是”或“否”)达到平衡。 17．（16分）煤的气化和液化是工业上获得清洁能源的重要手段。 （1）煤的气化反应为。在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，一段时间后达到平衡。 ①向装置中补充C(s)，其正反应速率___________(填“变快”“不变”或“变慢”，下同)，保持体积不变，充入Ar(g)，其正反应速率___________。 ②下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．单位时间内生成n mol H2(g)的同时生成n mol H2O(g) b．混合气体中组分的质量百分含量：ω(H2)=ω(H2O) c．反应速率v(H2O)：v(CO)：v(H2)=1：1：1 d．混合气体的密度保持不变 （2）利用煤的气化产物制备CH3OH(g)的反应为。在2L的刚性容器中充入等物质的量的CO(g)和H2(g)发生上述反应，反应过程中各组分的物质的量随时间的变化如图所示。 ①0~5min内，v(H2)=___________mol·L-1·min-1；t1时刻，v正(H2)___________v逆(H2)(填“>”“<”或“=”)。 ②CO(g)的平衡转化率为___________。 （3）CH3OH燃料电池的工作原理如图所示。 ①a的电极反应式为___________。 ②电池工作过程中，电解质溶液的碱性___________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 18．（16分）I．化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有重要意义。某研究小组探究影响化学反应速率的因素。 实验i： 实验序号 反应温度 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 加入水的体积 出现浑浊的时间 ① 20℃ 2 mL 2 mL 0 s ② 40℃ 2 mL mL 0 s ③ 20℃ 1 mL 2 mL mL s （1）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体，写出该反应的离子方程式：___________。 （2）根据“控制变量”的原则，实验①②探究的是___________对化学反应速率的影响。 （3）实验①③探究浓度对化学反应速率的影响，则___________。 （4）、、由大到小的顺序是___________。 实验ii：将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系，如图所示。 （5）①图中aB．bC．cd三段中，产生氢气最快的为___________段；从反应开始到反应结束，请具体阐述氢气生成速率发生变化的原因：___________。 ②图中cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是___________。 Ⅱ．图像分析。 T℃时，在恒温恒容的密闭容器中发生反应：，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示： （6）表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”“B”或“C”)。 （7）0~25 min N2的平均反应速率为___________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.2 化学反应的速率与限度 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．下列有关化学反应限度的说法不正确的是 A．在一定条件下可逆反应达到反应限度时各物质的浓度不变 B．化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零 C．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度 D．外界条件改变可能会使原来的反应限度发生改变 【答案】B 【解析】A．一定条件下，可逆反应达到反应限度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量保持不变，A正确；B．化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率相等，且都不等于零，B不正确；C．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应中，反应物的转化率达到了最大限度，C正确；D．外界条件改变可能会导致正、逆反应速率不相等，化学平衡发生移动，从而使原来的反应限度发生改变，D正确；故选B。 2．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是 A．利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快的分解速率而加入 D．降温加快的分解速率 【答案】D 【解析】A．钠和氧气在点燃或加热条件下反应生成过氧化钠，可以利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠，故A正确；B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，故B正确；C．可以作为催化剂催化的分解反应，故C正确；D．降温会减慢的分解速率，故D错误；故选D。 3．一定条件下对于反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为：0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是 ①c1∶c2＝1∶3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3 ③X和Y的转化率不相等     ④c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 【答案】D 【解析】设X转化的浓度为x， X（g）+3Y（g）2Z（g） 初始浓度（mol/L）： c1 c2 c3 转化浓度（mol/L）： x 3x 2x 平衡浓度（mol/L）： 0.1 0.3 0.08 则c1：c2=（x+0.1moL/L）：（3x+0.3mol/L）=1：3，①正确；平衡时，正逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，②错误；反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，X和Y的转化率相同，③错误；反应为可逆反应，物质不可能完全转化，如反应向逆反应方向进行，则c1＜0.14 mol/L，如反应向正反应方向进行，则c1>0mol/L，有0＜c1＜0.14 mol/L[，④正确；②③不合理，答案选D。 4．在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是 ①缩小容器的体积    ②增加碳的量    ③通入CO2    ④恒压下充入N2    ⑤恒容下充入N2    ⑥通入CO A．①③⑤ B．②④⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥ 【答案】C 【解析】缩小容器体积，CO2、CO的浓度增大，反应速率加快，①符合题意；C是固体，增加C的量，不影响反应速率，②不合题意；通入CO2、CO2浓度增大，反应速率加快，③符合题意；恒压下充入N2，体积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小，④不合题意；恒容下充入N2，参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，⑤不合题意；通入CO，气体浓度增大，反应速率增大，⑥符合题意，综上分析可知，①③⑥符合，故答案为：C。 5．已知某条件下，合成氨反应的数据如下表。N2+3H22NH3 N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L-1 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/mol·L-1 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/mol·L-1 0.4 1.2 1.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是 A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1 B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L-1·s-1 C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1 D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1 【答案】A 【解析】化学反应速率是单位时间内反应物或生成物浓度变化，v=，根据氨气在化学反应中的时间和浓度变化计算出各时间段的平均反应速率，注意反应速率是一段时间内的平均数值，不能计算出具体某一时刻的反应速率，以此来解析；A．无法计算2s未氨气的反应速率，只能计算某一时间段的平均反应速率，A错误；B．前2s时间内氨气的浓度变化为：(1.0-0.2)mo/L=0.8mo/L ，氨气的平均反应速率为：=0.4 mol·L-1·s-1，B正确；C．前4s时间内氨气的浓度变化为： (1.4-0.2) mol/L=1.2mol/L，平均反应速率为：=0.3mol·L-1·s-1，C正确；D．2s~ 4s时间内氨气的浓度变化为： (1.4-1.0) mol/L=0.4mol/L， 平均反应速率为：=0.2mol·L-1·s-1，D正确；故选A。 6．在某容器中发生反应H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)，下列情况下能判断反应一定达到平衡状态的是 A．容器内混合气体摩尔质量不再改变 B．容器内的压强不再改变 C．容器内各气体浓度相等时 D．断开2molH－S键的同时断裂2molH－O键 【答案】D 【解析】A． 容器内混合气体的质量不变，反应前后气体的物质的量不变，摩尔质量不变，所以容器内混合气体摩尔质量不再改变无法判断是否达化学平衡状态，A不符合题意；B．反应前后气体物质的量不变，PV=nRT，恒温恒容容器中，容器内的压强不变，所以容器内的压强不再改变无法判断反应是否达平衡，B不符合题意；C．容器内各气体浓度相等时是反应的某一时刻，无法判断是否达平衡状态，C不符合题意；D． 断开2molH－S键的同时断裂2molH－O键，说明v(正)=v(逆)，反应已达平衡状态，D符合题意；故答案选D。 7．在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由方程式可知，化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，由题给数据可知 ；；；1.5mol/(L·min)；则反应速率最快的为1.6mol/(L·min)；答案选B。 8．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1s时，v(A)=v(D) C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol·L-1·s-1 D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等 【答案】C 【解析】A．B和C反应过程物质的量减少，为反应物，物质的量变化分别为0.6mol、0.8mol；A和D反应过程物质的量增加，为生成物，物质的量变化分别为1.2mol、0.4mol；反应后反应物为消耗完全，说明为可逆反应，结合物质的量变化比值可知则反应方程式：，故A错误；B．根据速率比等于化学计量数之比，，故B错误；C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为，故C正确；D．反应进行到6s时，反应速率不变，速率比等于计量数之比，故D错误；答案选C。 9．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的和，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列，正确的是 ①500℃，10mol和5mol反应 ②500℃，用作催化剂，10mol和5mol反应 ③450℃，8mol和5mol反应 ④500℃，8mol和5mol反应 A．①②③④ B．②①③④ C．②①④③ D．④③②① 【答案】C 【解析】①与②相比，②中使用了催化剂，其他条件相同，使用催化剂，反应速率加快，所以反应速率：②＞①；①与④相比，①中的物质的量比④中的大，即①中的浓度比④中的大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率：①＞④；③与④相比，④中温度高，其他条件相同，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：④＞③；所以正反应速率由大到小的顺序为：②①④③，答案选C。 10．恒温条件下，可逆反应：在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②⑤⑥⑦ C．①③④⑤ D．全部 【答案】A 【解析】①单位时间内生成n mol O2就会消耗2n mol NO2气体，同时生成2n mol NO2，则NO2的物质的量及浓度不变，反应达到平衡状态，①符合题意；②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO表示的都是反应逆向进行，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，②不符合题意；③化学反应速率与化学计量数成正比，则用NO2、NO、O2表示的反应速率的比始终为2：2：1，无法判断平衡状态，③不符合题意；④混合气体的颜色不再改变，表明NO2的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，④符合题意；⑤混合气体的总质量、总体积始终不变，则混合气体的密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，⑤不符合题意；⑥该反应为气体物质的量缩小的反应，在体积固定的密闭容器中混合气体的压强为变量，当混合气体的压强不再改变时，表明达到平衡状态，⑥符合题意；⑦混合气体的总质量为定值，混合气体的总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，表明达到平衡状态，⑦符合题意；综上所述可知：达到平衡状态的标志是①④⑥⑦，故合理选项是A。 11．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是 A．反应开始2min内温度对反应速率的影响比浓度大 B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C．反应在2～4min内平均反应速率最大 D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06mol·L－1·s－1 【答案】D 【解析】A．随反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度减小使反应速率降低。由图象可知，开始生成的二氧化碳的反应速率是增大，说明反应为放热反应，即反应开始2 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A正确；B．随反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率降低，由图象可知，0～2分钟反应刚开始，温度较低此时反应速率由氢离子浓度决定，2～4min反应速率最快，2～4分钟温度对反应速率起主要作用，4min后反应速率又降低，氢离子浓度起主要作用，故B正确；C．由图可知0～2min、2～4min、4～6min时间内，生成的CO2物质的量分别是0.1mol、0.3mol－0.1mol＝0.2mol、0.35mol－0.3mol＝0.05mol，所以反应开始2～4min内平均反应速率最大，C正确；D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v (CO2)＝，没有体积，无法求反应速率，D错误；答案选D。 12．一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反应过程如下图。下列说法正确的是 A．t1 min时，正、逆反应速率相等 B．曲线X表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C．0~8 min，H2的化学反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 D．10~12 min，N2的化学反应速率v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】根据图知，随着反应的进行，X的物质的量增大、Y的物质的量减少，反应达到平衡状态时，X、Y的物质的量变化量分别为△n(X)=(0.6−0)mol=0.6mol，△n(Y)=(1.2−0.3)mol=0.9mol，X、Y的物质的量变化量之比等于其计量数之比=0.6mol:0.9mol=2:3，则X是NH3、Y是H2。A． 可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，没有达到平衡状态时正逆反应速率不等，根据图知，t1min时，NH3和H2的物质的量仍然在变化，没有保持不变，则该反应没有达到平衡状态，所以正逆反应速率不等，A项错误；B． 根据以上分析知，X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，B项正确；C． 0∼8min，H2的平均反应速率为，C项错误；D． 10∼12min，NH3的平均反应速，，再根据同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氮气反应速率为0.0025mol⋅L−1⋅min−1，D项错误；答案选B。 13．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 混合气体的密度不变 B 恒温恒容 混合气体颜色不变 C 恒温恒压 NH3在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒压 【答案】B 【解析】A．恒温恒容时，混合气体的总质量不变，总体积不变，则密度始终不变，所以密度不变时，反应不一定达到平衡状态，A错误；B．恒温恒容时，混合气体的颜色不变，则不变，证明反应达到平衡状态，B正确；C．分解所得与的物质的量之比为定值，的百分含量始终不变，所以在混合气体中的百分含量不变不能证明反应达到平衡状态，C错误；D．，只提供了反应物与生成物的浓度关系，无法判断正、逆反应速率是否相等，所以不能判断反应是否达到平衡状态，D错误；答案选B。 14．研究反应的反应速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始物质的量浓度为0，反应物X的物质的量浓度随反应时间的变化情况如图所示。 下列说法不正确的是（    ） A．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 B．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在内，实验②的平均速率 【答案】D 【解析】A．实验②④的起始物质的量浓度相等，实验②的温度为，实验④的温度为，实验④的反应速率明显较快，说明温度升高，化学反应速率加快，故A正确。B．从图象可以看出，实验①②的温度相同，随着反应物X的物质的量浓度增大，化学反应速率加快，故B正确；C．实验②③中X的起始物质的量浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验③反应速率较快，达到平衡状态所需的时间短，说明实验③使用了催化剂，故C正确；D．从图象可以直接求得内实验②的平均速率，根据化学方程式的计量数关系可知，故D错误。故选D。 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（12分）一定条件下，在容积2 L的密闭容器中，将2 mol L气体和1 mol M气体混合，发生反应： ，10 s时反应达到平衡，生成0.4 mol R，测得Q的浓度为0.6 mol·L-1。计算： （1）化学方程式中a的值为___________。 （2）前10 s内用M表示的化学反应速率为___________，L的转化率为___________。 （3）一定能使该反应的速率增大的措施有___________(填字母，下同)。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．向体系中加入适量R C．保持温度不变，将容器的体积压缩 D．保持压强不变，充入气体M （4）可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是___________。 A．体系压强不再变化                    B．混合气体的平均相对分子质量不再变化 C．体系的密度不再变化                    D． E．之比等于化学计量数之比 【答案】（1）3（2分） （2） 0.02 mol·L-1·s-1 （2分） 40%（2分） （3）C（3分） （4）BC（3分） 【解析】（1）平衡时测得Q的浓度为，则Q的物质的量为，根据三段式分析，，有，解得a=3。 （2）前10 s内用M表示的化学反应速率为；L的转化率为。 （3）A．其他条件不变，及时分离出产物，气体产物浓度减小，反应速率减小，A错误； B．R为固体物质，加入适量R对反应速率无影响，B错误； C．保持温度不变，将容器的体积压缩，压强增大，气体物质浓度增大，反应速率增大，C正确； D．保持压强不变，充入气体M，容器的体积增大，L的浓度减小，反应速率不一定增大，D错误； 故选C。 （4）A．a=3，反应前后气体体积不变，体系压强不再变化，不能说明反应达到平衡状态，A错误；                    B．反应有固体生成，反应后气体质量减少，气体物质的量不变，根据可知，随反应的进行混合气体的平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量不再变化时反应达到平衡状态，B正确； C．反应有固体生成，反应后气体质量减少，容器体积不变，根据可知，随反应的进行密度减小，体系的密度不再变化时反应达到平衡状态，C正确；    D．反应达平衡状态时，，即，，而不能表示，不能说明反应达到平衡状态，D错误； E．反应达平衡状态时，各物质的浓度保持不变，而之比等于化学计量数之比不能说明物质的浓度保持不变，不能说明反应达到平衡状态，E错误； 故选BC。 16．（14分）在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A．B发生化学反应(除物质C为固体外，其余的物质均为气体)，各物质的含量随时间的变化情况如图所示，请回答下列问题： （1）写出该反应的化学方程式_______，0～2 min内用A表示的化学反应速率_______。 （2）该反应在2 min时改变了某一条件，则该条件可能为_______(选填序号a．升温、b．增大压强、c．使用催化剂)。 （3）下列能说明反应达到平衡的是_______(填标号)。 a．当有1 mol A被消耗的同时有1 mol D被消耗 b．反应体系内气体的密度不再发生变化 c．A与C的浓度之比为 d．反应体系内气体的压强不再发生变化 （4）t时刻，容器内压强与初始压强的比值为，则此时A物质的转化率为_______%，对比上图信息，判断反应_______(填“是”或“否”)达到平衡。 【答案】（1） 4A(g)+5B(g)6C(s)+4D(g) （2分） 0.1（2分） （2）ac（2分） （3）ABD（3分） （4） 19.2 （3分） 否（2分） 【解析】（1）由图像可得A．B为反应物，C．D为生成物，在0～2min内各组分的物质的量变化量之比为nA：nB：nC：nD=(2.5mol-2.1mol)：(2.4mol-1.9mol)：0.6mol：0.4mol=4：5：6：4，除物质C为固体外，其余的物质均为气体，可得该反应得化学反应式为4A(g)+5B(g)6C(s)+4D(g)；0～2 min内用A表示的化学反应速率=0.1。 （2）该反应在恒容密闭容器中进行，由图像可得2~3min内该反应正向进行，正反应速率加快，但2min时A．B的物质的量并未增加，则该条件可能为升温或使用催化剂，故选ac。 （3）A．由反应式可得A与D的化学计量系数比为1：1，则当v(A)正=v(A)逆=v(D)逆时，反应到达平衡，当有1mol A被消耗的同时有1mol D被消说明v(A)正=v(D)逆，反应到达平衡，A正确； B．混合气体的密度，该反应是气体生成固体的反应，反应过程中气体总质量减小，气体总体积不变，混合气体的密度减小，当反应体系内气体的密度不再发生变化，说明反应达到平衡，B正确； C．A与C的浓度之比与反应起始的投料比有关，浓度之比等于2：3并不能判断反应到达平衡，A与C的浓度不再变化才能作为反应到达平衡的依据，C错误； D．该反应左右两边气体系数不相等，反应到达平衡时，气体的总物质的量不变，体系恒容，则气体的压强不再变化，D正确； 故选ABD。 （4）t时刻，容器内压强与初始压强的比值为，根据已知条件列出“三段式” 则，解得x=0.12mol，此时A物质的转化率为=19.2%，根据图像可得反应到达平衡时A消耗0.8mol，则t时刻反应未到达平衡。 17．（16分）煤的气化和液化是工业上获得清洁能源的重要手段。 （1）煤的气化反应为。在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，一段时间后达到平衡。 ①向装置中补充C(s)，其正反应速率___________(填“变快”“不变”或“变慢”，下同)，保持体积不变，充入Ar(g)，其正反应速率___________。 ②下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．单位时间内生成n mol H2(g)的同时生成n mol H2O(g) b．混合气体中组分的质量百分含量：ω(H2)=ω(H2O) c．反应速率v(H2O)：v(CO)：v(H2)=1：1：1 d．混合气体的密度保持不变 （2）利用煤的气化产物制备CH3OH(g)的反应为。在2L的刚性容器中充入等物质的量的CO(g)和H2(g)发生上述反应，反应过程中各组分的物质的量随时间的变化如图所示。 ①0~5min内，v(H2)=___________mol·L-1·min-1；t1时刻，v正(H2)___________v逆(H2)(填“>”“<”或“=”)。 ②CO(g)的平衡转化率为___________。 （3）CH3OH燃料电池的工作原理如图所示。 ①a的电极反应式为___________。 ②电池工作过程中，电解质溶液的碱性___________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 【答案】（1） 不变（2分） 不变 （2分） AD（2分） （2） 0.4 （2分） > （2分） 40%（2分） （3） CH3OH−6e−+8OH−=+6H2O （2分） 减弱（2分） 【解析】（1）①向装置中补充C(s)，各气体浓度不变，其正反应速率不变，保持体积不变，充入Ar(g)，各气体浓度不变，其正反应速率不变； ②A．单位时间内生成n molH2(g)的同时生成n molH2O(g)，说明正逆反应速率相等，A项正确； B．混合气体中组分的质量百分含量在某一时刻可能为w(H2O)=w(H2)，不一定达到平衡，B项错误； C．根据化学方程式可知，三种气态物质的化学计量数都为1，所以用三种气态物质所表示的速率始终相等，C项错误； D．随着反应的进行，气体的总质量增大，容器的体积不变，密度增大，所以当混合气体的密度不变时可说明反应达到平衡，D项正确 故选AD。 （2）①0~5min内，v(H2)= mol·L-1·min-1；t1时刻后H2的物质的量减小，说明此时反应还没有达到平衡，v正(H2)>v逆(H2)； ②CO(g)的平衡转化率为=40%。 （3）①燃料电池中，通入氧气的一极为正极，b为正极，a为负极，CH3OH在负极失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CH3OH−6e−+8OH−=+6H2O。 ②该电池反应的总反应为：2CH3OH+3O2+4OH−=2+6H2O，消耗了KOH且生成了水，所以溶液碱性减弱。 18．（16分）I．化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有重要意义。某研究小组探究影响化学反应速率的因素。 实验i： 实验序号 反应温度 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 加入水的体积 出现浑浊的时间 ① 20℃ 2 mL 2 mL 0 s ② 40℃ 2 mL mL 0 s ③ 20℃ 1 mL 2 mL mL s （1）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体，写出该反应的离子方程式：___________。 （2）根据“控制变量”的原则，实验①②探究的是___________对化学反应速率的影响。 （3）实验①③探究浓度对化学反应速率的影响，则___________。 （4）、、由大到小的顺序是___________。 实验ii：将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系，如图所示。 （5）①图中aB．bC．cd三段中，产生氢气最快的为___________段；从反应开始到反应结束，请具体阐述氢气生成速率发生变化的原因：___________。 ②图中cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是___________。 Ⅱ．图像分析。 T℃时，在恒温恒容的密闭容器中发生反应：，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示： （6）表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”“B”或“C”)。 （7）0~25 min N2的平均反应速率为___________。 【答案】（1）（2分） （2）温度（2分） （3）1（2分） （4）t3>t1>t2（2分） （5） ab （2分） 反应初期，反应物盐酸浓度高，且反应放热，温度升高，所以氢气生成速率最快，反应后期，反应物盐酸浓度小，反应放出的热量逐渐散去，温度逐渐降低，所以氢气生成速率减慢 cd段反应已结束，容器内热量逐渐散失，根据PV=nRT，温度降低，容器内压强逐渐减小（2分） （6）A（2分） （7）0.002 mol·L-1·min-1（2分） 【解析】（1）硫代硫酸钠和稀硫酸生成淡黄色沉淀S和刺激性气体SO2的离子方程式为：。 （2）对比实验①②，反应温度不同，则其他条件必须相同，所以V1 =2 mL，探究温度对反应速率的影响。 （3）实验①与实验③加入硫代硫酸钠体积不同，则其他条件相同，加入水体积V1=1 mL。 （4）实验②温度最高，且浓度大，反应速率最快，实验③浓度最小，反应速率最小，则t3>t1>t2。 （5）产生H2速率越快，气体分子增加的速率越快，压强变化的越快，根据图像ab段压强变化最快，产生氢气最快；反应初期，反应物盐酸浓度高，且反应放热，温度升高，所以氢气生成速率最快，反应后期，反应物盐酸浓度小，反应放出的热量逐渐散去，温度逐渐降低，所以氢气生成速率减慢；cd段反应已结束，容器内热量逐渐散失，根据PV=nRT，温度降低，容器内压强逐渐减小。 （6）由图得平衡时，A浓度减少0.15 mol/L，B浓度减少0.05 mol/L，C浓度增加，为NH3，根据化学计量数，H2的物质的量减少为N2的三倍，所以B为N2，A为H2。 （7）B为N2，0~25 minN2的平均反应速率为 学科网（北京）股份有限公司 $